提高机械液压缸寿命的方法分析

张晋琼

（山西工程技术学院机电系，山西阳泉 045000）

0 引言

目前，建设施工对机械设备的要求越来越高，这也促进了液压技术快速发展。同时液压技术也出现了很多问题，使得液压系统容易损坏，使用寿命缩短。采取有效措施，提高液压系统质量和使用寿命，已经成为行业内部关注的重点。基础元件对液压系统的质量和寿命起到决定性作用，其中最关键的就是机械液压缸。现代载重车、运输车等大型设备，机械液压缸对其性能发挥起着非常重大的作用。机械设备整体质量和性能十分依赖液压缸的质量，因此，要提高大型工程机械设备的质量和性能，就必须提高机械液压缸的使用寿命。

1 影响机械液压缸使用寿命的因素分析

在机械设备运行过程中，可能会导致液压缸使用寿命降低的因素较多，严重影响机械设备正常使用。综合来说，影响机械液压缸使用寿命的主要因素如下。

1.1 防尘圈设计不科学

防尘圈是机械液压缸中非常关键的部位，对机械设备的整体性能起到关键作用。液压缸在运行过程中对环境的要求非常高，一旦进入灰尘或其他杂质，容易对液压缸造成污染，导致使用寿面大大降低。因此，在设计和制造液压缸过程中，设计人员要特别注意防尘圈的设计，以加强液压缸的防尘防污染能力。目前，在液压缸止口处设计安装防尘圈已经得到大量应用，对防止外部灰尘杂质进入液压缸起到非常明显的效果，提高了液压缸使用性能。但是，目前很多机械液压缸设备上的防尘圈质量无法保障，有些设备容易出现防尘圈破损问题，使得液压缸内环境受到污染，降低使用效果和寿命。液压缸防尘圈一般采用聚氨酯（TPU）和丁腈橡胶（NBR）制造，这种材料特点是具有较好的耐油性和耐磨性，尤其在干燥环境下性能更优。但是一些机械设备在施工作业过程中，其外部环境往往非常差，甚至需要在水中作业，这就导致液压缸防尘圈容易遭受水或一些酸碱性物质侵蚀，严重损坏防尘圈，无法保护液压缸不受污染。

1.2 压力密封选择不合理

液压缸的运行原理是利用液体压强以提供动力，因此，压力密封质量优劣直接影响机械液压缸的使用效果。压力密封不仅能够提高液压缸的质量稳定性，大大降低液压缸发生泄漏的概率，还能有效阻挡外部污染介质，防止发生污染，提高液压缸使用性能。一旦液压缸压力密封产生问题，将直接导致其使用性能下降，液压缸负荷能力会大大降低。但是，在实际设计过程中，不同的压力密封在使用过程中都有一些局限性。例如，采用活塞密封的液压缸非常灵活，能够满足不同压力系数的要求，但是密封效果较差，容易出现内泄漏，影响液压缸使用寿命。

1.3 制造毛刺未处理干净

机械产品在生产制造过程中通常会有一些毛刺残留在设备上，进行总成装配或者零部件清洗入库前，都要将这些毛刺清理干净。部分生产制造商毛刺清理时处理不干净，使得设备上仍然存在一些过度尖角，然后直接进行设备组装。这样组装的液压缸在使用过程中会严重损害密封件，还有可能划伤一些配合工作面，影响其性能。例如，若未清理干净液压缸中的活塞或者导向套上的毛刺，工作时就会损伤缸筒内壁，刮落的物质就成了污染杂质，还会加剧外界物质渗透进入缸内，产生污染。

1.4 装配前未清洗干净

机械液压缸对内部环境的清洁度要求非常高，然而部分厂家装配液压缸前未严格清洗缸筒内孔，或者使用的清洗液存在一定污染，导致液压缸内部会有很多残留杂质，远远超出液压缸的生产设计标准，严重影响液压缸的质量。另外，液压缸外部链接的金属油管通常采用轧制35钢无缝钢管制作而成，这种钢材长期存放容易导致内孔生锈，一些厂家制造液压缸时没有对其进行仔细检查，对生锈钢材未进行除锈处理或者除锈不彻底，直接对其进行焊接，这也会造成液压缸内部污染。

2 提高液压缸使用寿命的基本措施

工作人员需要研究分析各种具体问题，制定出科学合理的预防措施，提高机械液压缸的使用性能和寿命。

2.1 提高液压缸的设计水平

液压缸使用寿命与生产商的设计水平有着密切关系，随着科学技术快速发展，液压缸工艺设计也在不断进步。但是，有些厂商为节约成本，不愿意对生产设计工艺进行升级，导致其使用寿命无法提高。从长远看，使用寿命更高的机械液压缸更受市场欢迎，能够为企业谋取更大的市场份额和经济效益。因此，相关企业要组织设计人员不断学习国内外先进的液压缸设计理念和工艺，再结合目前市场需求和企业技术能力进行产品设计。设计人员必须要对国家和行业相关标准非常熟悉，严格参照相关标准，设计活塞以及导向套的密封沟槽。选用质量合格的密封件，确保整个液压缸装置系统都能满足有关标准。另外，在设计液压缸密封方案时，设计人员要充分考虑液压缸的实际使用环境，可以采取先进的混合式密封的设计理念，来有效提高液压缸的密封性能，防止被外部杂质污染，有效提高机械液压缸使用寿命。

2.2 重视液压缸内部配件质量

机械液压缸运行必须依靠一些配件结构进行辅助，生产商选择相关配件时既要考虑适用性，又要考虑市场经济因素。因此，设计人员要对相关配件进行专业测试调研，选择质量过硬、效率高、成本较低的内部配件，从而提高液压缸的使用寿命。如果商家不重视液压缸内部配件质量，使用质量较差的配件，液压缸在使用过程中就会对内部配件造成损害，容易出现各种故障，导致机械设备无法正常使用。经常对设备进行维修，需要花费大量的人力、物力和财力，对生产进度和工作质量也会产生不良影响，严重的甚至威胁使用者的生命财产安全，不利于企业长期发展。因此，生产商在设计生产阶段重视内部配件质量，不仅能够提高液压缸使用寿命，降低顾客后期维护成本，还能够有效提高企业形象和口碑，为企业创造更多的社会效益和经济效益。

2.3 严格管控制造过程

机械液压缸在生产制造过程中需要进行精细化管理，任何一个细节处理不好都会影响其使用寿命。首先，生产使用的材料要进行预热处理。制造机械液压缸需要使用缸筒、活塞、活塞杆、导向套以及缸底等重要零部件，这些零部件在进行粗加工后应进行调制热处理，确保零部件的硬度能够满足设计要求，然后再进行精加工，这样能够有效提升液压缸材料的抗拉强度和使用性能。其次，对活塞杆进行镀铬后，采用镀后磨光的方法取代原来的镀后抛光，虽然这种方法在一定程度上提高了镀铬层的厚度，但能够有效降低镀铬工艺的各种缺陷，提高活塞杆镀铬层的结合力。磨光镀铬层表面存在微观波谷，在运行过程中可以储存一些润滑油，能够提高活塞杆的耐磨性，从而提高其使用寿命。另外在生产制造过程中，一定要严格清理构件设备的毛刺、飞边，尤其是密封沟槽、尖棱处的棱边，必须保证组装前满足相关标准。最后，缸筒内孔加工采用“粗镗—半精镗—精镗—滚压”工艺，能使其表面粗糙度小于0.2 μm，摩擦副表面的粗糙度一般应控制在0.4～0.8 μm，这样能够显著提高构件抗疲劳强度和应力腐蚀性能。

2.4 加强日常使用中的污染防护

要提高机械液压缸的使用寿命，除了加强生产制造方面外，日常使用中定期检查维护也很重要。首先，要为液压缸选择合适的防尘塞。机械液压缸投用后会大量接触外界环境，因此，防尘塞是机械液压缸不可或缺的配件。工作人员要充分分析其工作环境，选择的防尘塞必须能够发挥良好的防尘效果，减少外部杂质对液压缸的污染，提高其使用寿命。其次，在一些污染较为严重的工作环境，工作人员可以在液压缸之外，增加过滤污染物的工序来提高过滤效果，保护液压缸不受污染。例如，部分地区空气质量较差，经常出现严重雾霾天气，这时就可以通过增加空气滤清器来除去杂质。另外，在液压缸进油口处添加过滤装置，可以有效减少进油阻力，增加过流面积，有效防止颗粒污染物进入缸体内部。

3 结语

目前，很多工程项目都需要机械设备辅助才能完成，因此机械设备的性能就需要得到保障，其中最重要的元件就是机械液压缸。提高机械液压缸的使用寿命，能够提升机械设备的整体质量和使用性能，一定要引起重视。影响机械液压缸效能的因素众多，有关工作人员需要通过优化结构设计、科学选用配件等方式，提高机械液压缸的使用寿命，使其为工程建设发挥更大作用。